（全國通用版）2018-2019高中物理 第三章 相互作用 2 彈力課件 新人教版必修1.ppt

2彈力,第三章相互作用,學(xué)習(xí)目標(biāo),1.知道形變的概念，能區(qū)分彈性形變和非彈性形變. 2.知道彈力的定義及產(chǎn)生的條件，會判斷兩個(gè)物體間是否存在彈力，并會判斷彈力的方向. 3.掌握胡克定律并能用此定律解決有關(guān)問題.,內(nèi)容索引,重點(diǎn)探究 啟迪思維 探究重點(diǎn),達(dá)標(biāo)檢測 檢測評價(jià) 達(dá)標(biāo)過關(guān),自主預(yù)習(xí) 預(yù)習(xí)新知 夯實(shí)基礎(chǔ),自主預(yù)習(xí),一、彈性形變和彈力 1.形變：物體在力的作用下 或 發(fā)生的變化. 2.彈性形變：物體在形變后撤去作用力時(shí)能夠 的形變. 3.彈性限度：如果形變過大，超過一定的限度，撤去作用力后物體_ (填“能”或“不能”)完全恢復(fù)原來的形狀，這個(gè)限度叫做彈性限度. 4.彈力 (1)定義：發(fā)生 的物體，由于要恢復(fù)原狀，對 的物體產(chǎn)生的力. (2)產(chǎn)生的條件：兩物體 ；發(fā)生 .,形狀,體積,恢復(fù)原狀,不能,形變,與它接觸,直接接觸,彈性形變,二、幾種彈力及方向 1.壓力和支持力的方向都 于物體的接觸面. 2.繩的拉力方向總是沿著繩子而指向繩子 的方向.繩中的彈力常常叫做張力.,垂直,收縮,三、胡克定律 1.內(nèi)容：彈簧發(fā)生彈性形變時(shí)，彈力的大小F跟彈簧_ 成正比，即F . 2.勁度系數(shù)：其中k為彈簧的 ，單位為 ，符號是N/m.是表示彈簧“軟”“硬”程度的物理量.,伸長(或縮短)的長度x,kx,勁度系數(shù),牛頓每米,1.判斷下列說法的正誤. (1)只要兩物體接觸就一定產(chǎn)生彈力.( ) (2)發(fā)生形變后的物體撤去外力后都能夠恢復(fù)原狀.( ) (3)海綿受擠壓發(fā)生形變，桌面受擠壓不會發(fā)生形變.( ) (4)靜止在水平地面上的物體受到向上的彈力是因?yàn)榈孛姘l(fā)生了形變.( ) (5)由Fkx可知，在彈性限度內(nèi)彈力F的大小與彈簧的長度成正比.( ),即學(xué)即用,答案,2.彈簧的原長為10 cm，它下面掛一個(gè)重為4 N的物體時(shí)，彈簧長為12 cm，則該彈簧的勁度系數(shù)為_ N/m.若在它下面掛一個(gè)重為6 N的物體，則彈簧的伸長量為_ cm(彈簧始終在彈性限度內(nèi)).,答案,200,3,重點(diǎn)探究,一、形變和彈力,導(dǎo)學(xué)探究 (1)如圖1所示，取一個(gè)扁玻璃瓶，里面盛滿水，用穿有透明細(xì)管的橡皮塞封口，使水面位于細(xì)管中，用手捏玻璃瓶，會看到什么現(xiàn)象？說明什么？,答案,答案用手捏玻璃瓶，管中水面會上升(或下降).說明受壓時(shí)玻璃瓶發(fā)生形變，體積變小(或變大)了.,圖1,(2)用手壓橡皮泥，橡皮泥發(fā)生形變；腳踩在松軟的泥土上，留下了深深的腳印(形變)，這兩種形變與玻璃瓶的形變有什么不同？,答案,答案橡皮泥、泥土受力后發(fā)生的形變，在撤去外力后不能恢復(fù)原狀(非彈性形變)，玻璃瓶的形變在撤去外力后能恢復(fù)原狀(彈性形變).,(3)如圖2所示，被拉長的彈簧對手有一個(gè)拉力的作用，這個(gè)拉力是如何產(chǎn)生的？,答案彈簧受到拉力后發(fā)生形變(伸長)，發(fā)生形變的彈簧要恢復(fù)原狀，對手就產(chǎn)生了拉力.,圖2,知識深化 1.彈性形變和非彈性形變 彈性形變：撤去外力后能恢復(fù)原狀的形變. 非彈性形變：撤去外力后不能恢復(fù)原狀的形變. 發(fā)生彈性形變的物體，外力過大，超過一定的限度(彈性限度)，會變成非彈性形變. 2.彈力的產(chǎn)生必須同時(shí)具備兩個(gè)條件： (1)兩物體直接接觸； (2)兩物體接觸處發(fā)生彈性形變.,3.顯示微小形變的方法 顯示微小形變可以用光學(xué)放大法(圖3)和力學(xué)放大法(圖1)，它們都是把微小的形變進(jìn)行放大，便于觀察.,圖3,例1關(guān)于彈力的產(chǎn)生，下列說法正確的是 A.木塊放在桌面上受到一個(gè)向上的彈力，這是由于木塊發(fā)生微小形變而 產(chǎn)生的 B.木塊放在桌面上，木塊沒有形變，所以對桌面沒有施加彈力 C.拿一根細(xì)竹竿撥動水中的木頭，木頭受到竹竿的彈力，這是由于木頭 發(fā)生形變而產(chǎn)生的 D.掛在電線下面的電燈受到向上的拉力，是因?yàn)殡娋€發(fā)生微小的形變而 產(chǎn)生的,答案,解析,解析木塊和桌面相互作用，都會發(fā)生微小的形變.桌面發(fā)生微小形變對木塊有向上的彈力即支持力；木塊由于發(fā)生微小形變對桌面有向下的彈力即壓力，A、B都錯(cuò). 木頭受到的彈力是由細(xì)竹竿發(fā)生形變而產(chǎn)生的，C錯(cuò). 電燈受到的拉力是電線發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的，D對.,二、彈力的方向彈力有無的判斷,1.彈力的方向與施力物體形變方向相反，作用在迫使物體發(fā)生形變的那個(gè)物體上，幾種常見情況如下：,(1)壓力、支持力的方向：總是垂直于接觸面，若接觸面是曲面，則垂直于接觸面的切線；若接觸面是球面，彈力方向的延長線或反向延長線過球心，如圖4所示.,圖4,(2)繩的拉力方向：總是沿著繩并指向繩收縮的方向.,2.彈力有無的判斷： (1)對于明顯形變的情況，可以根據(jù)彈力產(chǎn)生的條件直接進(jìn)行判斷. (2)對于不明顯形變的情況，可利用假設(shè)法進(jìn)行判斷，具體有下列兩種方法： 假設(shè)無彈力：假設(shè)撤去接觸面，看物體還能否在原位置保持原來的狀態(tài)，若能保持原來的狀態(tài)則說明物體間可能無彈力作用；否則，有彈力作用. 假設(shè)有彈力：假設(shè)接觸物體間有彈力，畫出假設(shè)狀態(tài)下的受力分析圖，判斷受力情況與所處狀態(tài)是否矛盾，若矛盾，則不存在彈力；若不矛盾，則存在彈力.,如圖5中，若A處有彈力，則無法使球處于靜止?fàn)顟B(tài)，故A處無彈力.,圖5,例2在如圖6所示的各圖中畫出物體P受到的各接觸點(diǎn)或接觸面對它的彈力的示意圖，各圖中物體P均處于靜止?fàn)顟B(tài).,答案,解析,圖6,答案見解析圖,解析甲中屬于繩的拉力，應(yīng)沿繩指向繩收縮的方向，因此彈力方向沿繩向上； 乙中P與斜面的接觸面為平面，P受到的支持力垂直于斜面向上； 丙中A、B兩點(diǎn)都是球面與平面相接觸，彈力應(yīng)垂直于平面，且必過球心，所以A點(diǎn)彈力方向水平向右，B點(diǎn)彈力方向垂直于斜面指向左上方，且都過球心； 丁中A點(diǎn)屬于點(diǎn)與球面相接觸，彈力應(yīng)垂直于球面的切面斜向上，且必過球心O，B點(diǎn)屬于點(diǎn)與桿相接觸，彈力應(yīng)垂直于桿向上. 它們所受彈力的示意圖如圖所示.,例3(多選)如圖7所示，圖中的物體A均處于靜止?fàn)顟B(tài)，受到彈力作用的說法正確的是 A.圖甲中地面是光滑水平的，A與B間存在彈力 B.圖乙中兩斜面與水平地面的夾角分別為、，A對兩斜面均有壓力的作用 C.圖丙中A受到斜面B對它的彈力的作用 D.圖丁中A受到斜面B對它的彈力的作用,圖7,答案,解析,解析題圖甲中對B進(jìn)行受力分析，B球受重力和地面的彈力的作用，二力平衡，B球靜止.不可能再受到A對B的彈力作用； B選項(xiàng)中采用假設(shè)法，若去掉左側(cè)的斜面，A將運(yùn)動，若去掉右側(cè)的斜面，A也將運(yùn)動，所以球A對兩斜面均有力的作用； C選項(xiàng)中假設(shè)斜面B不存在，則小球A無法在原位置保持靜止，故丙圖中小球受到斜面的彈力. D選項(xiàng)中假設(shè)斜面B對小球A有彈力作用，則小球A不能保持靜止，所以丁圖中小球不受斜面彈力的作用.,判斷彈力有無的兩個(gè)誤區(qū) 1.誤認(rèn)為兩物體只要接觸就一定存在彈力作用，而忽視了彈力產(chǎn)生的另一條件發(fā)生彈性形變. 2.誤認(rèn)為有形變一定有彈力，而忽視了彈性形變和非彈性形變的區(qū)別.,針對訓(xùn)練1在圖8中畫出物體A所受彈力的示意圖.,圖8,答案,解析,答案見解析圖,解析支持力、壓力的方向都要與接觸面垂直并指向被支持或被壓的物體，物體A所受彈力的示意圖如圖所示.,三、胡克定律,導(dǎo)學(xué)探究 對于同一根彈簧，被拉得越長，彈簧的彈力越大，關(guān)于彈簧彈力的大小，甲說：彈簧彈力大小與其長度成正比；乙說：彈力的變化量F與彈簧形變的變化量x成正比.哪個(gè)同學(xué)說法正確？,答案甲錯(cuò)，乙對.彈簧的彈力與彈簧的形變量成正比，即Fkx，也有Fkx.,答案,知識深化 胡克定律 1.成立條件：在彈性限度內(nèi). 2.對Fkx的理解 (1)x是彈簧的形變量，而不是彈簧形變后的長度. (2)k為彈簧的勁度系數(shù)，反映彈簧本身的屬性，由彈簧自身的長度、粗細(xì)、材料等因素決定，與彈力F的大小和伸長量x無關(guān).,(3)Fx圖象是一條過原點(diǎn)的傾斜直線(如圖9所示)，直線的斜率表示彈簧的勁度系數(shù)k.,(4)彈簧彈力的變化量F與形變量的變化量x也成正比，即Fkx.,圖9,例4一根輕彈簧在10.0 N的拉力作用下，其長度由原來的5.00 cm伸長為6.00 cm. (1)當(dāng)這根彈簧長度為4.20 cm時(shí)，彈簧受到的力為多大？,答案,解析,答案8.0 N,解析彈簧原長L05.00 cm5.00102 m 在拉力F110.0 N的作用下伸長到 L16.00 cm6.00102 m 根據(jù)胡克定律得F1kx1k(L1L0) 解得彈簧的勁度系數(shù),當(dāng)壓力為F2時(shí)，彈簧被壓縮到L24.20 cm4.20102 m 根據(jù)胡克定律得，壓力F2kx2k(L0L2)1.00103 N/m(5.004.20) 102 m8.0 N.,(2)當(dāng)彈簧受到15 N的拉力時(shí)，彈簧的長度是多少？(彈簧始終在彈性限度內(nèi)),答案,解析,答案6.50 cm,解析設(shè)彈簧的彈力F15 N時(shí)彈簧的伸長量為x.,此時(shí)彈簧的長度為LL0 x6.50 cm.,1.輕彈簧有壓縮和拉伸形變，既能產(chǎn)生壓力，又能產(chǎn)生拉力，方向均沿彈簧的軸線方向. 2.如果題目中只告訴彈簧的形變量，并沒有指出是伸長還是壓縮，或只告訴彈簧彈力的大小，并沒有指出彈簧處于拉伸狀態(tài)還是處于壓縮狀態(tài)，就要分別進(jìn)行討論. 3.輕彈簧的一端空載時(shí)彈力為零，不空載時(shí)兩端彈力必然相等.,針對訓(xùn)練2一根輕質(zhì)彈簧一端固定，用大小為50 N的力壓彈簧的另一端，平衡時(shí)長度為L120 cm；改用大小為25 N的力拉彈簧，平衡時(shí)長度為L235 cm；若彈簧的拉伸或壓縮均在彈性限度內(nèi)，求彈簧的原長和勁度系數(shù).,答案,解析,答案30 cm500 N/m,解析設(shè)彈簧原長為L0，勁度系數(shù)為k. 由胡克定律得：F1k(L0L1) F2k(L2L0) 聯(lián)立兩式得：L00.3 m30 cm，k500 N/m.,達(dá)標(biāo)檢測,1.(對彈力概念的理解)(多選)在日常生活及各項(xiàng)體育運(yùn)動中，有彈力出現(xiàn)的情況比較普遍，如圖10所示的跳水運(yùn)動就是一個(gè)實(shí)例.請判斷下列說法正確的是 A.跳板發(fā)生形變，運(yùn)動員的腳沒有發(fā)生形變 B.跳板和運(yùn)動員的腳都發(fā)生了形變 C.運(yùn)動員受到的支持力，是跳板發(fā)生形變而產(chǎn)生的 D.跳板受到的壓力，是跳板發(fā)生形變而產(chǎn)生的,答案,1,2,3,4,解析,圖10,解析發(fā)生形變的物體，為了恢復(fù)原狀，會對與它接觸的物體產(chǎn)生彈力的作用，發(fā)生形變的物體是施力物體.B、C正確.,5,2.(彈力方向的判斷)在圖11中畫出物體A所受彈力的示意圖.,答案,1,2,3,4,圖11,答案如圖所示,5,3.(彈力有無的判斷)下列各圖中P、Q兩球之間不存在彈力的是(所有接觸面都是光滑的),解析A圖中兩球間若有彈力則小球Q將向右運(yùn)動，所以P、Q間無彈力； B圖中兩球間若無彈力，則兩球?qū)⑾虼髨A弧底部運(yùn)動，所以P、Q間有彈力； C圖中兩球間若無彈力則小球P將向下運(yùn)動，所以P、Q間有彈力； D圖中兩球間若無彈力則小球P將向右下運(yùn)動，所以P、Q間有彈力.故選A.,1,2,3,4,答案,解析,5,4.(胡克定律的應(yīng)用)如圖12所示，鍛煉身體用的拉力器，并列裝有四根相同的彈簧，每根彈簧的自然長度都是40 cm，某人用600 N的力把它們拉長至1.6 m，則 A.人的每只手受到拉力器的拉力為300 N B.每根彈簧產(chǎn)生的彈力為150 N C.每根彈簧的勁度系數(shù)為93.75 N/m D.每根彈簧的勁度系數(shù)為500 N/m,1,2,3,4,答案,解析,圖12,5,解析每只手的拉力均為600 N，故A錯(cuò)誤；,1,2,3,4,5,5.(胡克定律的應(yīng)用)由實(shí)驗(yàn)測得某彈簧所受彈力F和彈簧的長度l的關(guān)系圖象如圖13所示，求： (1)該彈簧的原長為多少？,1,2,3,4,答案,解析,圖13,答案15 cm,解析彈簧不產(chǎn)生彈力時(shí)的長度等于原長，由題圖可知該彈簧的原長為l015 cm.,5,(2)該彈簧的勁度系數(shù)為多少？,1,2,3,4,答案,解析,答案500 N/m,5,1,2,3,4,解法二：根據(jù)胡克定律得Fk(ll0)， 代入題圖中的兩點(diǎn)(0.25，50)和(0.05，50). 可得50k(0.25l0) 50k(0.05l0) 解得l00.15 m15 cm，k500 N/m.,5,